【摘 要】
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MicroRNA(miRNA)是一种由内源性基因编码的18-24个核苷酸的非编码单链RNA,通过与靶基因3’非翻译区(3’UTR)特异性互补结合抑制翻译,在转录后水平调控靶基因的表达。已有研究表明,miRNA在胚胎着床期的转录后调控中起着重要作用。但哪些miRNA在着床期发挥调控作用尚不清楚,miRNA调控胚胎着床的分子机制尚待解析。本研究以小鼠作为研究对象,利用小RNA测序法挖掘妊娠第一天(D1
【基金项目】
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浙江省农业(畜禽)新品种选育重大科技专项:湖羊肉用系选育与应用-湖羊肉用性能候选基因的筛选与验证(编号:2016C02054-8-1);
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MicroRNA(miRNA)是一种由内源性基因编码的18-24个核苷酸的非编码单链RNA,通过与靶基因3’非翻译区(3’UTR)特异性互补结合抑制翻译,在转录后水平调控靶基因的表达。已有研究表明,miRNA在胚胎着床期的转录后调控中起着重要作用。但哪些miRNA在着床期发挥调控作用尚不清楚,miRNA调控胚胎着床的分子机制尚待解析。本研究以小鼠作为研究对象,利用小RNA测序法挖掘妊娠第一天(D1)、第四天(D4)、第五天胚胎着床点(D5IMS)和第五天非着床点(D5IIS)的小鼠子宫组织差异表达miRNA。对差异表达的miRNA进行功能注释和通路分析,通过构建假孕小鼠模型、激素小鼠模型、延时着床模型和延时着床激活模型,探究影响miR-183-5p表达变化的因素;通过Transwell迁移侵袭试验、划痕愈合试验和细胞凋亡试验研究miR-183-5p的生物学功能。预测miR-183-5p下游靶基因,采用双荧光素酶报告系统对预测的miR-183-5p靶基因进行靶向关系验证。主要研究结果如下:(1)在小鼠妊娠早期D1、D4、D511S和D5IMS子宫组织中共筛选出10个差异表达的miRNA。其中8个为下调miRNA(miR-182-5p、miR-183-5p、miR-375-3p、miR-192-5p、miR-429-3p、miR-210-3p、miR-31-5p、miR-200a-5p),2 个为上调 miRNA(miR-199b-5p、miR-218-5p)。MiR-183 家族(miR-183-5p、miR-96-5p和miR-182-5p)在小鼠妊娠早期的表达变化趋势一致。与妊娠D1相比,小鼠子宫中miR-183家族成员的表达量在D1-D4逐渐降低(P<0.001),胚胎着床位点(IMS)的表达量低于非着床位点(IIS)的表达量。(2)MiR-183-5p在妊娠早期的变化主要是母体子宫自身妊娠调节的结果。无胚胎时,假孕个体子宫组织中miR-183-5p的表达水平显著降低(P<0.01),但降低程度小于正常妊娠小鼠子宫组织在妊娠D4的降低程度(P<0.001)。活性胚胎的存在能够进一步降低miR-183-5p的表达量。激素模型结果显示,孕激素(P4)能够降低miR-183-5p的表达量(P<0.05)。胚胎着床前(D1-D4),miR-183的表达位置逐渐由上皮细胞转移到基质细胞。胚胎着床后(D5),胚胎着床位点的miR-183-5p主要在浅层基质细胞中表达,非着床位点的miR-183-5p主要在腔上皮细胞和腺上皮细胞中表达。提高子宫内miR-183-5p的表达水平后胚胎着床位点基本消失,小鼠子宫接受胚胎着床的容受能力降低。过表达miR-183-5p抑制胚胎的着床可能与其降低细胞的迁移侵袭能力和细胞活性有关。(3)Hbegf、Lamc1、Zeb1、Zeb2 和 Arid5b 是预测的 miR-183-5p 靶基因,在小鼠妊娠早期五个预测靶基因的mRNA表达量变化与miR-183-5p的表达量变化趋势相反。Hbegf和Lamc1为miR-183-5p的下游靶基因。过表达miR-183-5p提高了 Zeb1和Zeb2蛋白的表达量。综上所述,miR-183-5p在胚胎着床过程中抑制胚胎着床。在妊娠早期,小鼠子宫中miR-183-5p的表达量会在母体自身、胚胎、激素等条件下逐渐降低,初步表明miR-183-5p可能抑制胚胎着床。通过对miR-183-5p的功能和下游靶基因分析证实Hbegf和Lamc1是其下游靶基因,进一步说明miR-183-5p通过降低子宫与胚胎的相互识别和粘附能力,抑制了胚胎的着床。本研究揭示了小鼠妊娠早期子宫组织miRNA的变化规律,并初步阐明了 miR-183-5p在胚胎着床中的影响与作用机制,为提高胚胎着床效率提供新的靶点和研究策略。
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